跳至主要内容
香港天文台 香港品牌形象-亚洲国际都会
GovHK 香港政府一站通 搜寻 搜寻 网页指南 联络我们
列印版本
上一页
列印版本 列印PDF
  1. 平流层冷却和全球变暖的关系
  2. 平流层冷却的意义
    撰文:梁荣武


  1. 人类对臭氧可谓既爱且恨,原因是它同时拥有天使与魔鬼的特性。众所周知,在大气高层(平流层 - 离地面10至50公里)的臭氧层是地球的保护罩,它吸收了能量最高和伤害最大的紫外线,使地面的生物免受其伤害。故此高空的臭氧是我们的守护天使。但是,在地面的臭氧却是臭名远播的污染物,它可引起各类呼吸系统病征,包括咳嗽、喉痛、胸口不适、喘气等,并导致长期健康恶化。

    但很少人知道臭氧影响气候,而气候变化亦同时影响臭氧层的状况。

    首先,在众多温室气体当中,臭氧的重要性是第三位,仅次于二氧化碳和甲烷(图一)。故此,低层大气层臭氧愈多,气温便愈高,道理再明白不过。

    图一
    图一∶影响全球变暖(或变冷)的各因子的相对重要性以「辐射强逼」来表达(正数代表变暖负数代表变冷)(取自IPCC第4号报告书「决策者摘要」)


     content 回到目录
     
  2. 平流层冷却和全球变暖的关系

    当地表温度上升时,平流层的温度却下降。过去数十年,平流层的温度以每十年约0.5oC 的速率下降,而且有加速的趋势。其中原因之一是臭氧洞的出现。臭氧不单吸收紫外线而化成热能,它的温室气体特性亦使它吸收从地球表面射往太空的红外线。臭氧愈多,平流层愈暖;臭氧愈少,平流层便变冷。

    原因之二则有点玄妙 - 地球愈暖,平流层愈冷。当大气的温室气体愈多,地球的热量犹如被温室气体所笼罩,难以逃到平流层,故此平流层便冷却。我们的姊妹行星金星亦有同样的现象。金星的大气几乎全是二氧化碳,强烈的温室效应使其表面温度高达摄氏400多度,但它高层大气层的温度却比地球的还要低。

     content 回到目录

  3. 平流层冷却的意义

    臭氧层破坏的高峰期出现于南北极的冬季和初春。这时候,平流层的温度下降,达 -78oC 以下,在一些极地可观察到平流层云(polar stratospheric clouds, 简称PSC,图二及图三)出现。这些极高的云层原来是破坏臭氧层的帮凶。云层的表面有利氯化物变成反应性强的氯化物,从而加速臭氧分解;另方面,PSC消除一些减缓氯化物破坏臭氧的氮化物,间接速成臭氧洞。在春末气温回升,PSC蒸发,臭氧层开始修复。

    由于全球变暖导致平流层冷却,有利极地平流层云的形成,从而破坏臭氧层,故此,我们现在无节制地使用石化燃料的后果除了是气候变化的种种冲击之外,还会减慢臭氧层的修复,对人类健康带来负面影响。

    图二
    图二∶美国太空总署兰利研究中心 (NASA Langley Research Center) Lamont Poole 拍摄的极地平流层云(出处∶NASA

    图三
    图三∶美国太空总署戈达德太空飞行中心 (NASA GSFC) Mark R. Schoeberl 拍摄的极地平流层云(出处∶NASA


     content 回到目录

   参考:

  1.  
  2. 政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第4号报告书 (AR4) (IPCC, 2007).

 

最近修订日期: <2014年4月1日>